时间：2023-05-29 17:39:09
上世纪九十年代国家产业政策开始向集成电路倾斜后，簇生了今天欣欣向荣的IC产业，但遗憾的是人们还没有真正理解IC和嵌入式软件的关系，包括政府、投资人和企业都没有最大化地重视嵌入式软件，研究IC设计价值链的构成，强调和推进应有的产业分工和合作，从而造成系统应用、嵌入式软件和芯片设计各自为战、定位不明晰、商业模式模糊，因此最优化的系统产业链难以实现，特别是嵌入式软件的商业价值难以实现，导致真正有竞争力的系统产品难以建立和脱颖而出，产品同质化现象严重。
大家知道苹果公司没有芯片技术，但是iPhone手机无疑是优秀的创意和设计，除了ID/MD(界面设计/机械设计)的创意外，更重要的来自于其嵌入式软件设计。国内历来重硬轻软，芯片产业的投资模式和商业价值已经形成，但是嵌入式软件企业还在狭缝中生存，高成本的软件劳动的价值很难附加在芯片或系统上。同时，因为没有成熟的系统规划和软件支撑，不以应用为导向以嵌入式软件为支撑的系统芯片厂商，正在遭遇投资流失和企业倒闭的风险。
以深圳爱国者移动数字电视和移动数字多媒体终端开发过程为例，这是一个典型的嵌入式软件为核心的产品。产品是ARM11和ARM+DSP的多媒体应用处理器和嵌入式Linux OS兼容的多媒体平台，配合多媒体IP、CMMB移动数字电视、GPS、Wi-Fi等模块和各种应用软件，以实现多种移动多媒体应用业务。嵌入式操作系统在移动数字电视终端这样的嵌入式系统地位和作用就像开发商建筑楼房一样，标准化建筑设计和施工已经非常完善，多数开发商是在这些组件基础上再创新和发挥，在嵌入式操作系统基础上开发应用软件和嵌入式系统是目前和未来嵌入式系统开发的必由之路。
以移动数字电视和多媒体终端为代表的数码产品的组成是硬件+软件+外观，价值是功能+性能+外观，数码产品的核心价值是芯片+嵌入式软件+应用和外观创意。但是今天的问题是芯片有价、硬件有价，但是软件无价!国内的山寨机就是没有计入嵌入式软件技术成本的典型，最终，也必然受到没有考虑技术成本的惩罚，造成了今天大家看到的iPhone等为代表的高端品牌机和山寨机这样冰火两重天的现象。
针对移动数字电视和多媒体终端的嵌入式软件核心技术主要体现在下面三个方面：第一，嵌入式多媒体操作系统移植、构建和优化；第二，支持多种协议和标准的多媒体IP技术的实现和优化；第三，多媒体应用软件的开发和集成，包括人机界面(UI)、整个系统软件和应用软件的容错、可靠性和稳定性的实现。
国内手机产业的现状再次验证了我们忽视了嵌入式软件的后果。世界六大手机制造商占领了世界70％的市场份额，中国虽然是世界手机的主要生产和加工地，我们虽然拥有价格和制造的优势，但是我们无法成为中国和世界手机的主流，原因就是因为我们没有在手机芯片和手机嵌入式软件这两大核心技术上长期积累和建设。山寨机以功能和低价取胜的一时优势很难造就中国手机行业长久和真正的辉煌。
大量的实践经验证明，独立的设计中心(IDH)是可以在系统芯片设计链上有价值、有需求，但是也有风险，而且也很艰辛。倘若芯片设计不能针对系统应用目标去做，不能和嵌入式软件同步，系统应用的数码产品不能给予嵌入式软件核心价值的认可，最终结果只能是三败俱伤，在痛苦和困惑中随波逐流地发展。大力倡导和推进以系统应用为主导、以嵌入式软件为基础的芯片设计产业链的建设，建设和倡导芯片设计、嵌入式软件开发和系统产品应用三者相互依托、互补共赢的产业构架和商业模式，势在必行。
关键词：嵌入式系统；发展现状；特点；关键技术
abstract:embedded systems generally refers to non-pc system,a computer function but do not call the computer equipmentorequipment.it is based on application-centric,software and hardware can be reduced,to adapt applications to the functionality,reliability,cost,volume,power consumption,demanding a comprehensive dedicated computer system.in short,embedded system set system software and hardware in one,similar to the pc in the bios works with the software code for small,highly automated,fast response characteristics,especially suitable for tasks that require real-time and multi-system.embedded system consists of embedded processors,associated support hardware,embedded operating system and application software,system,etc,it can work independently of the "device."
keywords:embedded system;development status;characteristics;key technology
嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机，一台通用计算机的外部设备中就包含了5-10个嵌入式微处理器，键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、modem、网卡、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、usb集线器等均是由嵌入式处理器控制的。在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
一、嵌入式系统的发展现状
随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。2008年达到53000亿美元，预计2009年，销售额将达68000亿美元。进入20世纪90年代，嵌入式技术全面展开，目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向。在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，欧洲的dvb（数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。数字音频广播（dab）也已进入商品化试播阶段。而软件、集成电路和新型元器件在产业发展中的作用日益重要。所有上述产品中，都离不开嵌入式系统技术。象前途无可计量的维纳斯计划生产机顶盒，核心技术就是采用32位以上芯片级的嵌入式技术。在个人领域中，嵌入式产品将主要是个人商用，作为个人移动的数据处理和通讯软件。由于嵌入式设备具有自然的人机交互界面，gui屏幕为中心的多媒体界面给人很大的亲和力。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像已取得初步成效。
二、嵌入式系统的主要特点
（一）系统内核小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。比如enea公司的ose分布式系统，内核只有5k，而windows的内核？简直没有可比性。
（二）专用性强。嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全两个概念。
（三）系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。
（四）高实时性的系统软件(os)是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固态存储，以提高速度；软件代码要求高质量和高可靠性。
（五）嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务的操作系统。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行；但是为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口，用户必须自行选配rtos（real－time operating system）开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。
三、嵌入式系统的关键技术
随着后电脑时代的来临，消费电子成为市场的主要驱动力；而在消费电子中，32位嵌入式cpu占了主导地位。针对不同的消费产品，消费者的要求也不尽相同。例如：汽车电子产品的稳定和安全性非常重要，而对蓝牙产品可能更关心价格。当然，对于功耗问题的关注却是几乎涵盖所有消费产品的要求。对于开发者而言，arm架构以及相关软件的前后兼容性对于他们加快开发周期、缩短产品上市时间是非常重要的。并且，对于消费电子产品而言，传统的“摩尔定律”已经不是特别重要的，更重要的是在提供性能的同时，能够有效地降低功耗和芯片面积。
为了满足市场对消费电子产品的种种需求，arm也不断开发和完善技术，推出了一系列有针对性的创新技术。例如：智能能源管理(iem)技术能够有效地降低嵌入式系统的功耗；trustzone技术能够为系统提供硬件级的安全保护，满足了用户、内容提供商以及运营商对内容安全性的要求；thumb2指令集有效地降低了代码密度，节省了系统内存使用，从而降低了系统成本；jazelle技术提供了在硬件中执行java加速功能，为系统提供了更好的多媒体性能。
四、嵌入式系统的方向
嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的it应用领域之一。嵌入式系统用在一些特定专用设备上，通常这些设备的硬件资源（如处理器、存储器等）非常有限，并且对成本很敏感，有时对实时响应要求很高等。嵌入式系统是软硬结合的东西，搞嵌入式开发的人有两类。
一类是学电子工程、通信工程等偏硬件专业出身的人，他们主要是搞硬件设计，有时要开发一些与硬件关系最密切的最底层软件，如bootloader、boardsupport package(像pc的bios一样，往下驱动硬件，往上支持操作系统），最初级的硬件驱动程序等。他们的优势是对硬件原理非常清楚，不足是他们更擅长定义各种硬件接口，但对复杂软件系统往往力不从心（例如嵌入式操作系统原理和复杂应用软件等）。
另一类是学软件、计算机专业出身的人，主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发。如果我们学软件的人对硬件原理和接口有较好的掌握，我们完全也可写bsp和硬件驱动程序。嵌入式硬件设计完后，各种功能就全靠软件来实现了，嵌入式设备的增值很大程度上取决于嵌入式软件，这占了嵌入式系统的最主要工作（目前有很多公司将硬件设计包给了专门的硬件公司，稍复杂的硬件都交给台湾或国外公司设计，国内的硬件设计力量很弱，很多嵌入式公司自己只负责开发软件，因为公司都知道，嵌入式产品的差异很大程度在软件上，在软件方面是最有“花头“可做的），所以我们搞软件的人完全不用担心我们在嵌入式市场上的用武之地，越是智能设备越是复杂系统，软件越起关键作用，而且这是目前的趋势。
参考文献：
[1]吕京建,肖海桥.嵌入式处理器分类与现状
关键词：嵌入式开发系统，特点，计算机技术
嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。正如我们所知嵌入式系统开发经过30多年的发展己然成为了一个成熟的技术。他现如今有如下特点：
1）交叉开发工具和环境。嵌入式开发必须要有一套开发工具以及环境才能进行开发，因为嵌入式软件本身是不具备自主开发能力.用户对其中程序功能是无法修改的。而这些工具和环境一般是要依靠在通用计算机上的软硬件设备以及逻辑分析仪、混合信号示波器等设备上进行的。开发时往往有主机和目标机交叉开发的概念，程序的开发，调试需要主机执行，而目标机最后执行。
2）软件要求固态化存储。为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。
3）软硬件协同设计并且专用性强。嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全两个概念。
4）软件代码质量与可靠性都十分高。嵌入式软件的核心是系统软件和应用软件，由于存储空间有限，因而要求软件代码紧凑、可靠，大多对实时性有严格要求。虽然现在由于半导体技术的发展使得处理器的速度不断提高，片上存储器的容量也在持续不断增加，但在大多数应用中，存储空间依旧很宝贵并且还有实时性的要求。因此要求程序编写和编译工具的质量要高，以此减少程序二进制代码长度，起到了提高执行速度的效果，而嵌入式系统正好拥有这个优势。
5）系统软件的高实时性。在多任务嵌入式软件中，对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾和合理调度是保证每个任务及时执行的关键，单纯通过提高处理器速度是无法完成和没有效率的，这种任务调度只能由化编写的系统软件来完成，因此系统软件的高实时性是基本要求。嵌入式软件应用程序虽然可以没有操作系统直接在芯片上运行，但是为了合理地调度多任务，利用系统资源，系统一般以成熟的实时操作系统作为开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。
6）生命周期长。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。
7）系统内核小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。
8）系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全
2软硬件协同设计概念
软硬件协同设计是指对系统中的软硬件部分使用统一的描述和工具进行集成开发，可完成全系统的设计验证并跨越软硬件界面进行系统优化。
嵌入式软件设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程。系统是指任何由硬件、软件或者两者的结合来构成的功能设备。由于嵌入式软件是一个专用系统，所以在嵌入式产品的设计过程中，软件设计和硬件设计是紧密结合、相互协调的。这就产生了一种全新的发展中的设计理论――软硬件协同设计。这种方法的特点是，在设计时从系统功能的实现角度考虑，把实现时的软硬件同时考虑进去，硬件设计包括芯片级“功能定制”设计。既可最大限度地利用有效资源，缩短开发周期，又能取得更好的设计效果。
系统协同设计的整个流程从确定系统要求开始，包含系统要求的功能、性能、功耗、成本、可靠性和开发时间等。这些要求形成了由项目开发小组和市场专家共同制定的初步说明文档。系统设计首先确定所需的功能。复杂系统设计最常用的方法是将整个系统划分为较简单的子系统及这些子系统的模块组合，然后以一种选定的语言对各个对象子系统加以描述，产生设计说明文档。其次，是把系统功能转换成组织结构，将抽象的功能描述模型转换成组织结构模型。由于针对一个系统可建立多种模型，因此应根据系统的仿真和先前的经验米选择模型。
3嵌入式软件开发的方法论
由于一个完整的产品中大部分系统都是非常复杂的，不仅如此与此同时我们还需要考虑很多的因素，比如开发这个产品所需的价格，产品的性能如何，系统设计技术是什么等。唯有全面考虑这些因素我们才可能顺利进行开发，然后才可能做出一个成功的，合格的产品。一般来说，产品设计的过程会经历几个步骤，为了确保这些步骤的合理性，我们需要一个设计方法论来面对整个设计过程。采用方法论有以下三个重要理由。
确认所做的每一件事情都是必须要做的，不做无谓的工作，也不漏掉关键性的重要工作，其中包含性能最佳化或是功能测试。
根据设计方法论可以发展出计算机辅助工具或是设计经验累积，汲取每一次产品开发的经验。再经过量化之后，可以发展出一套工具或是方法，让往后的产品设计步入自动化。
开发团队遵循同一套方法论，可以让团队成员更容易彼此沟通。每个人都能在短时间内了解整体过程中将经历哪些过程，需要何种支持与接收到何种结果。此外，也容易通过一套已经定义好的方法论，彼此相互合作协调。设计过程的目标是做出有一定用途且具有创新点的产品。产品的典型规格包含功能性、制造成本、性能表现、省电考虑和其他特性。
Abstract: Embedded system covers microelectronics technology,electronic information technology, computer software and hardware and many other technical fields. With the development of higher vocational education,and more and more widely used in embedded technology,embedded technology teaching began to be promoted in the advanced vocational technique college. Based on our personnel training goal in embedded systems orientation,the article described embedded systems course architecture,practice teaching system and multi-platform,multi-level laboratory configuration,and proposed a number of effective methods for teacher training. In practice base construction,firstly embedded system course system,the experiment content,and teaching staff and so on were designed and planned,to ensure the practical base embedded system can meet that the students master the basic requirements and the need of some good students and teachers.
关键词: 嵌入式系统;教学体系;实验室配置;师资建设
Key words: embedded system;course architecture;laboratory configuration;teacher development
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)11-0249-02
0引言
嵌入式系统涵盖了微电子技术、电子信息技术、计算机软件和硬件等多项技术领域的应用。国内许多高校已在研究生和本科生中,较早开设了嵌入式系统的相关课程,并筹建了嵌入式系统教学实验平台,高职类院校进行嵌入式系统教学的院校相对较少。由于嵌入式系统产品千变万化,小到MP3播放器,大到飞机导弹,差异非常大,个性多于共性,而且嵌入式技术本身学习难度比较大,由此导致嵌入式系统的人才培养比较困难。嵌入式技术教学目前还没有完整和现成的体系可供参考,而高职由于学生特点和师资的原因不能直接应用本科类院校的课程体系和开课模式,高职类院校因为地域和条件的差异也很难直接参考,我校根据自身的特点在嵌入式系统教学和实验室建设方面进行了有益的尝试与探索。在实践教学基地建设时,首先对嵌入式系统课程体系、实验内容、师资队伍等诸多方面进行详细设计和规划,以保证嵌入式系统实践基地能够满足学生学习掌握嵌入式技术的基本要求及部分较好学生和老师的需要。
1高职嵌入式人才培养的目标定位
通过对嵌入式系统人才需求报告的研究,我们发现嵌入式系统行业和一般的制造业并不相同,即高技能人才的需求并不在嵌入式产品的制造过程,而是在研发及技术支持环节,这两个环节一个在产品生产之前,一个在产品生产之后。这也是由嵌入式产品自身的特点决定的。由于嵌入式产品普遍采用32位RISC技术,芯片采用超大规模集成电路制造,也决定了产品的生产过程全部采用SMT设备完成。很多从事嵌入式产品设计制造的公司可能都没有自己的制造厂,而是直接委托行业的制造厂家来生产。针对嵌入式技术的特点及高职学生和我校师资的实际情况,我们把培养的嵌入式系统人才定位在嵌入式助理工程师(主要岗位:研发助理工程师,硬件测试工程师,软件测试工程师,系统功能测试工程师,硬件维修工程师和嵌入式产品销售工程师,技术支持工程师等岗位。)
通过对这些岗位的分析,我们能得出所需的嵌入式知识体系:(1)掌握基本的电路知识;(2)掌握主流嵌入式微处理器的结构与原理;(3)掌握一个嵌入式操作系统;(4)熟悉嵌入式软件开发流程并至少做过一个嵌入式软件项目。
2嵌入式系统理论教学体系
嵌入式技术是一门理论性和工程实践性都很强的技术,是公认的有一定难度的技术,对高职学生来说,一定要遵循学生认知的客观规律,由简单到复杂,循序渐进,合理选取理论和实践内容,与工程实践紧密结合,才有助于对嵌入式技术相关内容的理解与掌握。我们的专业课程体系分为三个层次,第一层次:包含通用的基础知识与基本技能课程,适度的可持续发展基础课程;第二层次:包括嵌入式系统与工程应用的专业知识与技能(嵌入式系统基础及应用、实时操作系统、嵌入式软件开发与工具等)。第三层次:涉及相关应用方向的领域知识。主要基础课程包括:电子技术(数电)、微机原理与接口、EDA技术、操作系统、C/C++、网络技术。主要专业课程包括:单片机原理与应用、嵌入式基础及应用(ARM+uC/OS-II)、嵌入式操作系统、嵌入式系统工程技术(涉及嵌入式应用方向的领域知识,主要以项目教学为主)。为真正体现对学生相关能力的培养和学生容易入门,不致产生畏难情绪,为以后进一步的学习打下基础,嵌入式微处理器以ARM7进行嵌入式硬件结构与原理的讲解,以uC/OS-II来进行嵌入式操作系统原理的讲解。在高年级和毕业设计阶段,可以要求学生进行ARM9和Linux的学习与项目的开发。
嵌入式软件对于实时性的要求比较高，因此在进行嵌入式软件的设计和实现过程中，需要充分考虑到实时性的特点。嵌入式软件其实属于软件设计的重要分支，因此在进行嵌入式软件的设计过程中，保留了很多传统软件的设计方法，其主要的设计方法和设计思路体现在以下几点：（1）由于嵌入式软件在开发和设计的过程中，离不开相关的电子产品的需求，所以在进行软件的设计和开发过程中，考虑到能够更好地满足需求，因此必须要充分考虑到嵌入式软件的应用场景，必须要与嵌入式的硬件相结合，才能使得嵌入式软件的功能能够更好地满足需求.（2）嵌入式软件在设计的过程中，为了更好地突出实时性这一特点，需要选择实时性比较高的开发语言进行开发，而且在设计软件的功能和相关架构的过程中，也需要考虑到实时性的问题。（3）需要进行固化和固化测试，软件测试也是软件设计的重要过程，因此在嵌入式软件的设计过程中，还需要考虑到相关的测试内容。由于嵌入式软件与硬件的联系紧密，因此在进行测试的过程中需要进行固化和固化测试，不仅能够测试出嵌入式实时软件在功能方面的问题，而且可以有效地测试出软件在与硬件结合方面存在的问题。
2嵌入式软件在可扩展性方面的设计
不仅仅在传统的软件设计过程中需要考虑到可扩展性的问题，而且在嵌入式软件的设计过程中也需要考虑到这一点。这是因为目前市场上大多数的电子产品更新换代的速度比较快，为了更好地配合电子产品在硬件方面的改进，嵌入式软件也需要进行相应的调整。但是，如果不考虑嵌入式软件的可扩展性问题，电子产品更新换代就需要重新进行嵌入式软件的设计，可能会造成人力和物力的浪费。嵌入式软件可扩展性方面的设计主要包括以下几个方面：
2.1相关的硬件驱动机制
由于嵌入式软件在操作硬件的过程中，需要利用相关的驱动机制，所以为了更好地进行可扩展性方面的设计，在进行嵌入式软件设计的过程中。需要不断完善相关的硬件驱动机制：第一，尽量使用硬件配套的驱动机制对硬件实施操作，这是因为硬件的驱动机制是针对专门的硬件进行设计和实现的，能够更好地对硬件进行操作，如果采用其他的硬件驱动机制，很可能会造成操作命令的混乱，影响系统硬件的操作和使用。
2.2嵌入式软件的模块设计
为了更好地进行嵌入式软件的开发，提高嵌入式软件的可扩展能力，可以借鉴传统软件在设计过程中的一些优化策略，主要体现在以下几个方面：（1）对嵌入式软件进行模块的划分，划分嵌入式软件的模块能够对嵌入式软件的功能进行更加深入的了解，可以将功能紧密的部分构成一个统一的模块，模块与模块之间可以采用一定的通讯方式进行交流。（2）采用面向对象的软件设计方式，目前很多传统的软件都采用了面向对象的软件设计方式，并且取得了良好的效果，使得软件的可扩展性得到了一定程度的提高。因此，在进行嵌入式软件的设计过程中可以借鉴这一成功经验，更好地提高嵌入式软件的可扩展能力，方便日后的修改和维护。
3嵌入式软件在可靠性方面的设计
对于嵌入式软件来讲，不仅仅对实时性和可扩展性方面有着重要的需求，而且对于可靠性方面也有着重要的需求。所以，为了更好地进行嵌入式软件的设计，也需要考虑到可靠性方面的一些因素，从而使得嵌入式软件能够更好地满足需求。为了更好地进行嵌入式软件可靠性方面的设计，可以采取以下几点措施：
3.1尽量排除软件使用过程中的干扰因素
深入理解嵌入式软件过程中的干扰因素，并且在进行嵌入式软件设计的过程中能够寻找到这些干扰因素的解决方法。可以借鉴已有的抗干扰的软件设计策略，同时也可以根据嵌入式软件的应用场景，设计更加适合的抗干扰解决方案。
3.2选择合适的语言进行软件开发
目前大多数的硬件驱动机制是利用汇编语言进行编写的，但是汇编语言对于软件开发者来讲学习难度比较大，所以目前一般的硬件驱动都是用C语言来编写的，但是C语言在执行效率上没有汇编语言高效，所以在进行开发的过程中需要进一步考虑效率的问题。
3.3加入一定的容错技术
在进行嵌入式软件设计的过程中，需要考虑到很多错误的产生，例如：使用者的操作错误，干扰因素造成的错误等等，因此在进行软件设计的过程中，需要将可能出现的错误都考虑到，并且在实现的过程中加入一定的容错技术，可以选择空间冗余技术、标志位技术、校验技术、指令冗余技术等等，利用这些技术能够很好地规避软件在使用过程中出现的错误，从而能够更好地保证嵌入式软件的可靠性。
4小结
嵌入式阵列为设计师增加了一个重要的选择，他们可以使用嵌入式阵列将ASIC产品推向市场。迄今为止，对ASIC设计师来说，大多数可用的选项要么是基于完全定制化的产品――标准单元，要么是基于完全可配置的结构化ASIC，就像ChipX现在所做的那样。
“随着在先进工艺上开发标准单元ASIC的时间越来越长，而成本也动辄上亿美元，这使厂商们无法承受在此开发过程中出现任何差错。再者，研发衍生产品时，无论设计发生多么小的变化，也将会是一个昂贵而又耗时的过程，这是很多公司必须避免的”，ChipX公司市场总裁Elie Massabki指出，“在成水敏感型市场上，为获得市场认同和市场份额，厂商们需要尽可能实现最低的成本。嵌入式阵列正是满足这一市场需求的产品，它为所有上述问题提供富有竞争力的解决方案。”
嵌入式阵列推动产品快速上市
标准单元ASIc能够提供最小的设计尺寸，并由此带来最高的性价比。然而，标准单元ASIC要具备快速完成人的设计改动能力却几乎是不可能的。这使设计衍生产品几乎也要花费和设计原始产品同样长的时间和成本。而在标准单元中进行微小的金属层改变是可能的，这样就可以避开芯片重制的成本，但是这样的金属层变化通常需要大量的人工布线技巧，会使执行风险增加。
结构化ASIc可以只使用修改标准单元ASIC过程的一小部分时间就能完成，而预付成本和标准单元ASIc相同。结构化ASIC不需要新的掩膜就能进行完全不同的设计，这种能力意味着客户可以在设计尺寸上付出很少的代价。
在对产品进行定型或修改方面，ASIC设计师不仅需要获得比基j―ASIC标准单元进行设计时更大的灵活性，同时又要获得和量产时相当的价格。现在，设计师可以从嵌入式阵列技术中获得此种益处。
ChipX嵌入式阵列基于X-Cell可配置逻辑专利技术，结合了标准单元I/O、存储架构，具有可选混合信号IP，所有配置都可以精确地满足应用需求。这样，设计师可以使用完全标准的自动化工具流进行人量的逻辑设计更改、修正或补充。重制或逻辑特征更改也能更快、更具成本效益地完成，并且，使用嵌入式阵列对金属层掩膜进行修改比用手工修改具有更低的风险。这些修改的完成只需6周的时间，与标准单元产品重制需要至少12周时间，同时要求具有完整的掩膜层相比，差别显而易见。
由于ChipX嵌入式阵列中所用到的大部分模块都来自于标准单元库，整体器件性能在功耗和最大运行速率上与标准单元非常相似。在相同工艺上，可以达到的逻辑运行速率通常比标准单元性能稍微降低。使用0.13gm HS工艺的嵌入式阵列适用于目前的设计。
CX6500产品系列是ChipX嵌入式阵列的产品之一，它提供很高的混合性能、效率和可配置性。ChipX嵌入式阵列综合了内置的硅验证、业界标准I/O口、存储以及带有验证过的X-Cell架构混合信号IP，用UMC高速0.13m工艺向业界提供主流性能。
利用嵌入式阵列产品，客户可以定义精确的存储架构、I/O和引脚分配，并可以选择他们所希望增加的模拟IP，同时又能保持足够的灵活性和逻辑组态。这样，芯片制造可以在逻辑设计结束时就开始，显著减少研发时间以及降低后期存在于逻辑增加或者设计改变中的风险。嵌入式阵列提供独特逻辑组态的好处是，允许设计师使用业界标准的布局布线工具对设计进行更改，而不需要任何手工操作或者ECO(工程修改规则)。
ChipX提供可达4个金属层的逻辑区域定制化功能，将允许把大部分已经加工好的晶圆(半成品)存储起来，以备客户确定如何对这些晶圆进行连线布局后进行制造。逻辑重新组态可以在4-5周之内完成。
业务购并提升Chipx AslC服务能力
就在不久前，ChipX公司宣布和Oki半导体公司(Oki美国公司的一个部门)就资产购并与业务合作问题签署了一份协议。
关键词：嵌入式操作系统；教学改革
中图分类号：G64 文献标识码：B
文章编号：1672-5913（2007）09-0042-05
1 引言
“嵌入式操作系统”课程是深圳职业技术学院计算机应用技术专业在2002年教学计划中设置的新课程。众所周知，我国已经成为世界的电子制造业基地，嵌入式技术已经是大大小小的电子制造类企业技术开发的中心平台。深圳就有四分之一多的企业采用嵌入式技术。根据市场调查，很多企业需要高职层面的嵌入式应用技术人才。据此，我们率先开设了嵌入式技术方向相关课程。
选择什么样的教学内容？采用什么样的教学方法? 培养学生什么样的能力?实践教学采用什么样的平台？如何区别与本科的教学，从而更加体现高职教育的特色?这些问题一直是我们思考的内容。经过深入分析，在三年的教学实践中不断的修正，我们提出了一整套针对本课程的教学模式。通过多种方法的综合应用，培养出了受企业欢迎的毕业生，达到了我们培养的目标：使学生成为能工巧匠型的大学生和大学生型的能工巧匠。
2 课程设立基本情况
“嵌入式操作系统”课程是嵌入式技术方向的一门专业课程，是本专业方向的核心课程。
企业要求嵌入式专业方向的毕业生能够从事嵌入式应用产品的生产、工艺设计、质量管理、市场营销等工作。因此，经过论证和调研，我们确立的培养目标是：要求毕业生成为在嵌入式计算机系统等技术领域从事技术和管理工作的高等应用型专业技术人才，熟悉基于ARM的嵌入式硬件系统和掌握基于嵌入式操作系统的应用开发的基本能力。
“嵌入式操作系统”课程的定位是：以嵌入式操作系统为对象，使学生掌握基于嵌入式操作系统的应用系统的设计方法和基本能力，并能从事上述各种岗位的工作。
3 课程教学基本思想的确立
高职院校学生的培养目标不同与本科院校，培养目标更侧重于学生的实际动手能力。传统的计算机专业基础课程的教学中，大量篇幅讲授理论知识，这样的教学方法并不适应于高职学生。根据培养目标的要求，并依据当前技术市场主流的水平，在理论知识的教学中，只讲解最基本的概念和原理，并不把相关原理加深拓宽，从而将重点放在学生实践能力的培养上。能力的核心是应用开发技能，即毕业生有能力在面对某种以嵌入式CPU为核心的整体解决方案时，可以根据方案的要求，实现其具体的功能，并调试运行成功。在具体的工作岗位上，可以根据公司的要求，对方案进行裁剪、修改，在高级设计工程师的指导下，实现新产品的开发，同时完成模块的编程、集成及测试等工作。
在这门课上，体现为学生要掌握在Windows CE操作系统下裁剪、配置、定制操作系统的能力，掌握基于Windows CE的基本的驱动程序设计能力。
4 课程教学的新模式
在确立了本课程教学基本思想后，经过广泛论证、走访企业、调研其他院校的教学方式、学习最新嵌入式技术及了解国外院校开课情况的基础上，我们在教学内容、教学方法、教学实验平台、考核方式等方面提出了一套本课程的教学新模式，通过三年来的应用实践，并不断地调整深化，模式已经基本成熟。
多年以来，深圳职业技术学院推行以学生为主体、教师为主导的教学思想，着重培养学生的实际动手能力。在课堂教学中，广泛推广“教、学、做”相结合的项目驱动教学法，引导学生在实践动手中学习新知识。在本课程的教学模式中，很好地体现了这一教学思想。
4.1 教学内容“主流化”
选择什么样的教学内容是教学的首要问题。2004年本专业首次开设了“嵌入式操作系统”课程，选用北京科银京成技术公司研发的道系统(DeltaOS)为教学平台，并成立了“深职院－电子科大嵌入式系统技术开放实验室”。道系统是一个实时性非常强的嵌入式操作系统，产品在工业控制领域、军工装备中得到广泛应用。该实验室建成后，我们不仅开展嵌入式操作系统的教学，还开设了基于ARM的嵌入式系统技术、ARM应用技术实训等相关课程的教学工作。
在后续的市场研究和走访企业过程中，我们发现诸多中小相关企业使用的嵌入式操作系统是嵌入式Linux和Windows CE操作系统。而这些企业是我们高职学生就业的主要市场，这就要求我们尽力去满足这一市场。通过论证，Windows CE 5.0的市场占有率逐年上升，在手持设备等领域已经成为市场主流。据此我们在2005年将课程教学内容转为Windows CE嵌入式操作系统。同时还保留道系统的培训工作并利用其开展一些科研工作。
4.1.1 课程章节内容
结合企业的实际和学生的能力，我们在Windows CE嵌入式操作系统的教学过程中主要讲授以下内容：
第一部分嵌入式系统基本理论：讲授嵌入式系统的定义、特点及分类；常见的嵌入式操作系统；嵌入式系统的设计方法概述；Windows CE 5.0基础；实验平台的基本原理和使用。
第二部分Windows CE5.0内核定制：讲授操作系统镜像；在PB中添加自定义特性；Windows CE5.0的关键配置文件；PB的编译链接过程和远程调试工具。
第三部分Windows CE5.0的基本应用原理：讲授Windows CE5.0的进程；内存管理；文件系统；设备管理；图形用户界面和Windows CE5.0的通讯技术。
第四部分Windows CE5.0的驱动程序和动态链接库：讲授驱动程序的设计和动态链接库的基本原理。
第五部分整周实训一周，整周实训是一个集中实训阶段，通过整周实训的训练，最终完成整个教学目标。
4.1.2 教学时间安排
课堂教学共64学时，整周实训一周共28学时，合计92学时。在课堂教学的64学时中，其中用于理论教学的课时为32学时，主要讲解Windows CE操作系统的基本概念和基本原理，而用于实践教学的课时为32学时，再加上整周实训的28个学时，整个实践性环节的学时总量达到60个学时，足以让学生在实践过程中熟练掌握基于Windows CE操作系统的嵌入式系统开发技术和方法。
4.2 教学方式“企业化”
培养目标决定一切围绕工作岗位进行，在教学方式上，要求我们贴近企业，贴近实际。在学校环境下，我们采取以下几种教学方法。
4.2.1 “倒推式”教学法
第一次上课就让学生 “见识”一个实际的嵌入式产品。以这个典型的嵌入式产品为目标，将产品分解，倒推出一个产品的开发过程。从“产品”到“部件”的倒推，把归属于课程不同章节的内容，放到相关的教学单元去讲解完成。在每一教学单元中，以产品的“部件”为核心，设计出实际开发中要解决的课题。通过在具体的学习过程中解决问题，使学生学习和掌握基于嵌入式操作系统的应用开发能力。在最后一周的整周实训课中，让学生完成一个正推过程，完成一个产品从设计思想，到部件，最终到产品的演变过程，从而从整体上建立嵌入式产品的开发规律和方法，使学生踏出校门，就可以直接进入工作岗位，完成从学校到企业的零距离过渡。
4.2.2 “三段式”能力渐进培养
本课程实践教学的设计思想是：通过三个不同的教学阶段，提出不同的教学目标，逐渐提升对学生的能力要求，使学生熟练掌握整个教学内容，具备可以独立完成基于嵌入式操作系统的应用开发项目的能力。
本课程的实践教学的三个教学阶段为：
章节实验：按照项目单的要求，根据嵌入式产品分解的内容，针对相关章节的核心知识点进行实验，以完成对该章节知识的掌握。在课堂教学中，通过完成相关的实践项目，从中理解相应的知识点，进而掌握其中的核心理论知识，熟悉开发工具的使用、解决实训过程中的常见问题，熟悉基本的调试技巧和方法。
课程设计：按照课程设计任务书的要求，完成课程设计的工作。课程设计是学生根据任务要求，开始独立完成完整产品中的一个基本任务的过程，是平时课堂实训项目的延伸，但因为实训过程已经不像在章节实训中那样具体，学生所面临的内容也不再是具体的知识，也不会面临调试技巧和方法的问题，学生将更多的注意力放在了如何在一个具体的产品中去完成其中的一个环节！这个环节既是对前面课堂教学的检验，也是学生提升自己能力的关键环节。
整周实训：由于整周实训的时间集中，学生可以花整天的时间待在实验室，实训的开展也就更为有效，完成一个较复杂的项目也变为可能。这一环节的教学目标即在于全力提升学生的独立开发能力，前面的课堂教学和课程设计都是为了这一目标而做准备。
在这个环节中，要求学生开发一个典型的嵌入式产品雏形，可能从功能上、产品化方面还有待改善，但其过程包含了一个嵌入式产品基本的开发过程。所有的教学过程都指向了这样一个最终的目标，即通过一系列的训练，使学生熟悉嵌入式系统开发的各个环节，并最终实现一个典型产品的开发。这个过程将使学生更为直接的接触到嵌入式系统的原理、开发手段和调试技巧，效果将更为直接、明显。
4.2.3 任务单元“微观化”
在每一教学单元中，采取项目驱动，问题牵引的教学方法。对“嵌入式操作系统”课程的每一单元的微观设计进行了研究。在每个任务单元的微观设计上，以该项目为中心目标，精心设计过程。课程所涉及的基本问题，均通过所编制的实训项目单来反映。力求使实训项目反映课程的核心内容。通过解决问题，使学生学习和掌握嵌入式操作系统的相关知识，培养学生的学习能力、分析问题和解决问题的能力，如表1所示。
4.3 考核方法“综合化”
本课程的考核抛弃了传统的期末考核，采用形成性考核的考核方式。完整的考核方案包含了多个方面，总分中平时学习表现占20%（包括考勤、提问和平时作业），实践性作业占20％，课程设计占20％，整周实训占40％。平时作业的考核形式是书面作业，实践性作业和课程设计是程序设计与调试，整周实训是项目完成及答辩。在考核方法上课程设计和整周实训采用实操方法。这样的考核方法重视了平时成绩的考核和工程技术应用能力的考核，因而更切合工程应用的要求。
课程的考核方案改革无疑是本课程教学模式突出的一点。取消期末考试，把一次考试定成绩变为全方位考核定成绩，方法更为科学也更受学生欢迎；从考核试卷到考试作品，这样的跨越也反映了课程改革从纯粹的学术型走向了技术型，实用型，学生的适应能力也大大提高。这样做老师的工作强度会加大，平时考核的评定也要求更为科学、合理，但普遍受到学生的欢迎。
4.4 教学实训平台和师资问题
在“贴近企业；贴近实际”的原则下，我们建设了一个全新的嵌入式系统实训室。实训室要求必须满足嵌入式操作系统相关课程的实训和教学工作需要以及学生完成毕业设计使用。同时，Linux操作系统、嵌入式应用技术等课程的实训及相关技能证书的培训也可在该实训室完成。在考查多家供货商的实训平台技术水平、性价比、维护能力后，我们选用了深圳优龙科技有限公司的产品，建立了一个嵌入式系统应用实验室，设备有：Intel XScale270教学平台(40套)；ARM MultiIce 仿真器（20套）；S3C2410 教学平台（20套）；Pentium4 2.8G双核CPU PC机（40台）。同时，我们还购置了一些嵌入式产品的全套方案及样机，应用于本课程教学。让学生完全接触到当前嵌入式系统应用的最新产品，掌握开发过程，实现真正的“生产性”实训。
为解决课程改革所面临的师资问题，学校使用专项的教师培训资金派出教师在暑假期间到北京博创公司参加了其“嵌入式系统高级培训班”，培训内容以IntelPXA270＋Windows CE5.0的典型架构为核心，详细学习了Intel PXA270的结构和部件，Windows CE开发的基本过程及典型案例。在此基础上，几位教师又认真完成了微软2535和2540模块的自学，为开设课程做了足够的准备。在选择深圳优龙公司的产品后，又请其工程师开设了一周的嵌入式系统技术培训工作。同时，安排教师到优龙公司学习最新的嵌入式系统开发技术，了解最新的技术动态，提升教师的实践能力。
5 教学模式实施和教学质量监控
基于“嵌入式操作系统”课程教学的具体要求，我们修订了课程教学大纲。大纲的修订突出课程的实践性特点，首先，将一实际产品进行分解，将课时的重点放在实践性教学环节上，并突出“平时教学＋整周实训”的教学模式，将课程内容与整周实训课程的内容统一规划，有侧重地安排，最终完成统一的教学目标。同时，课程设计环节的内容并没有因为增加了整周实训环节而有所削弱，而是进一步加强，从而在教学规划上实现课程的三阶段教学架构，真正解决学生在学习嵌入式操作系统过程中，因为集中学习时间短而难以完成复杂项目的问题。在对课程的宏观设计上，工作重点是探索以学生为主体的教学方法，精心提炼教学内容，突出Windows CE操作系统的最主要内容。
在教学实施过程中，为提高课程的教学水平，课程开设之初我们就确定课程负责人。统一和规范课程教学文件（教学大纲、进度表、教案、教材、实训项目），对教学大纲的修改和课程内容做了多次专题讨论，专业定期以多种形式组织教师进行教研活动，研究教法，相互听课，观摩、交流教学经验。规范课程设计任务书和课程设计报告的模板。在课程考核中注重以学生能力为中心，全部采用形成性考试方案，侧重对学生学习能力、实践能力和对嵌入式系统应用开发能力的考察。不以学生一次考试的成绩决定其课程的最终成绩，将考核贯穿到整个学习过程中去，大大调动了学生的学习热情，也取得了明显的学习效果。整周实训的考核在原有考核内容的基础上增加了答辩环节。采取制作汇报提纲PPT，现场演示程序运行结果，每个学生向全班同学进行汇报的考核方式，并将答辩环节的成绩记入总分。
教学质量提高是我们追求的目标。为此，我们建立了监控体系，请来了校外的专家。首先，为了紧跟市场，课程反映学科的最新发展，我们聘请了6位来自企业的校外专家成立专业指导小组，对课程的教学计划进行具体的指导。每年我们都会聘请专家到学校，请他们根据企业当前发展的需求，对专业课程设置、课程教学大纲提出他们的意见。其次，在本课程教学内容修订时，我们征求了很多校外专家的意见。分别与深圳优龙公司、深圳旋极公司、深圳亿道公司及深圳英蓓特公司等嵌入式产品研发公司建立长期、有效的合作，他们的工程师都给出了积极的建议，在广泛征求意见的基础上，我们对教学内容作了修改。同时，我们还在这些企业中建立校外实训基地。组织学生参观嵌入式产品的开发过程，派遣优秀学生进入企业参于产品开发过程。在课程教学过程中使用的实训项目单要求企业的工程师审核，部分实训项目移至企业，让工程师也参与教学，使企业也成为教学组织者之一，帮助我们严把教学质量关，使用教学内容能够反映企业彩的最新技术。每年我们都会推荐毕业生进入了这些公司，先在公司中实习，在公司考核合格后进入公司工作。这样，通过这些与我们合作的公司既检验了我们的“产品”，也解决了学生的就业问题。如果学生在适应企业的过程中有具体的问题，企业也会及时向我们反馈，我们也会仔细分析，检查课程的计划和教学中有何问题，从而及时纠正。
6 实践过程和取得的效果
大约用了一年的准备，我们从2002级学生开始开设此课程，在2004级学生中开始教授Windows CE嵌入式操作系统。目前，已完成三届学生的教学，每届学生在嵌入式操作系统课程的学习上，积极性非常高，整体取得了良好的效果。三届毕业生中，有几十位学生从事嵌入式相关工作。
在2006届的毕业设计中，毕业生完成的“基于Windows CE5.0的指纹识别系统”，在Windows CE平台上实现了人体指纹的识别、指纹数据的管理系统。由于人体指纹的不变性和唯一性，指纹识别成为最可靠的身份验证方法，基于指纹识别技术的身份验证系统可以替代传统的基于密码和证件的安全系统。这个毕业设计工作就是完成了指纹系统的开发研究,并在Windows CE平台上完成了一个身份认证系统。
由于课程开设的前沿性和实用性，在精心设计实施后，课程取得了良好的教学效果
7 结束语
几年的实践探索，我们摸索出一些方法，取得了良好效果。但许多方面仍需继续努力，如教材，如何编写一本适合高职学生的教材？就是我们下一步要工作重点。嵌入式系统的教学伴随着整个计算机工业的发展，有着其鲜明的发展特点，而嵌入式系统的教学也有着很广泛的空间需要我们去探索。
参考文献：
[1] 张福炎，俞建新.2004年全国第五届嵌入式系统学术交流会论文庥[C].北京航空航天大学出版社,2004.
关键词：嵌入式系统基本知识 开发
目前，嵌入式技术已成为通信和消费类产品的共同发展方向。嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上PDA、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。
嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合的产物，这就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。嵌入式系统一般指非PC系统。它是以应用为中心、软硬件可裁减的、能适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性要求的专用计算机系统。简单地说，嵌入式系统是集系统的应用软件与硬件于一体，类似于PC中BIOS的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，因此特别适合于要求实时和多任务的系统。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成。
1嵌入式系统的基本知识
IEEE对于嵌入式系统的定义是：An Embedded system is the devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants.嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。
在中国嵌入式系统领域，比较认同的嵌入式系统概念是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般就具备以下几个特点： （1）对实时多任务有很强的支持能力。（2）具有功能很强的存储区保护功能。（3）嵌入式微处理器必须功耗很低。
2嵌入式系统的选型原则
（1）硬件平台的选择
嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器，嵌入式开发硬件平台的选择主要是嵌入式处理器的选择。在一个系统中使用什么样的嵌入式处理器内核主要取决于应用的领域、用户的需求、成本、开发的难易程度等因素。确定了使用哪种嵌入式处理器内核以后，接下来就是综合考虑系统设备的需求情况以选择一款合适的处理器。
另外，还要考虑处理器的寻址空间，有没有片上的Flash存储器，处理器是否容易调试和仿真以及调试工具的成本和易用性等相关的信息。在实际过程中，挑选最好的硬件是一项很复杂的工作，充满着各种顾忌和干扰，包括其它工程的影响以及缺乏完整或准确的信息等。
（2）嵌入式操作系统的选择
实时嵌入式系统的种类繁多，大体上可分为两种：商用型和免费型。商用型的实时操作系统功能稳定、可靠，有完善的技术支持和售后服务，但往往价格昂贵。免费型的实时操作系统在价格方面具有优势，目前主要有Linux和μC／OS，但是不管选用什么样的系统，都要考虑以下几点：
操作系统的硬件支持；
开发工具的支持程度；
能否满足应用需求。
由此可见，选择一款既能满足应用需求，性价比又可达到最佳的实时操作系统，对开发工作的顺利开展意义重大。
3嵌入式系统的开发
下面，系统总结了进行嵌入式系统开发时，如何全面考虑各开发要素并进行选择。
嵌入式处理器
嵌入式系统的功能软件集成于硬件系统之中，系统的应用软件与硬件一体化。在嵌入式系统的硬件设备中，嵌入处理器是整个系统的核心部件，其性能的好坏直接决定整个系统的运行效果。
PC机销售市场中，随着通用CPU技术的突破和工作频率的倍增，旧款低档CPU早已经不见踪迹。嵌入式系统开发面向具体应用，不同领域的应用市场需要不同款式和性能指标的处理器来开发，于是在嵌入式处理器市场中，中低端的4位、8位和16位处理器依然存在，高性能的32位处理器也有很多产品。随着超大规模集成电路技术和微电子技术发展，包含嵌入式处理器以及部分电路的微控制器产品也进入市场，片上系统SoC（System on Chip）产品也开始出现。这些产品的上市，不仅丰富了嵌入式处理器产品，而且也更加方便了工程技术人员进行嵌入式系统的技术开发和扩大嵌入式产品的应用领域。
信息时代数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发展机遇,也为嵌入式市场展现了美好的前景，同时也对嵌入式系统的开发者提出了新的挑战。开发出的产品除了应具有独特的创新功能外,开发者还应遵循一定的原则,只有这样，才能使嵌入式系统产品的开发事半功倍。
参考文献：
[1]曹国华 高速嵌入式单片机原理与接口技术 国防工业出版社发行部 2004.10.1
[2]田泽嵌入式开发系统与应用北京航空航天大学出版社 2005.1
[3]周航慈，吴光文著基于嵌入式实时操作系统的程序设计技术 北京航空航天大学出版社 2006.11.1
2011年6月10日，“2011中国（肇庆）嵌入式技术创新应用大会”在广东肇庆召开。此次大会主要围绕嵌入式技术在智慧城市、云计算、移动终端以及软件和操作系统中的创新应用进行了广泛交流，并对在国内嵌入式领域进行技术创新应用的企业进行了表彰。凭借在国内嵌入式领域的诸多卓越成果，AMD公司获得了 “中国嵌入式技术创新应用突出贡献”殊荣。AMD中国嵌入式解决方案业务总经理张明先生代表公司参加了此次大会。相关领导对AMD在嵌入式技术上的创新贡献给予了高度评价，并期望未来看到以AMD为代表的更多企业在嵌入式领域有所建树，助力国内工业转型及信息技术产业的提升和发展。
嵌入式作为装置或设备的一部分，近年来越来越广泛地被应用于包括手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端、网关、数字电视在内的众多领域，为整体产业链带来了深远的影响。此次大会上，AMD中国嵌入式解决方案业务总经理张明先生为参会者就AMD在国内的嵌入式解决方案做了精彩演讲。他指出，AMD是世界上独家同时拥有CPU与GPU技术的公司，今年AMD还推出了一系列低功耗高性能的APU（融合CPU与GPU在一个芯片）的嵌入产品。AMD的嵌入式产品在强调低功耗的同时也保证了客户高性能的要求，最新推出的APU加速处理器在图形处理能力上的表现也非常突出。AMD有信心引领整体产业链进入嵌入式解决方案的新纪元。与此同时，张明还在大会上分享了包括AMD嵌入式G系列APU（AMD Embedded G-Series APU）、独立显卡芯片（Discrete GPU）、企业级芯片（Enterprise CPU & Chipset）及客户芯片组（Client CPU & Chipset）等最新成果，赢得行业同仁和到场媒体的高度赞扬。
在本次嵌入式技术创新应用大会上，AMD嵌入式技术创新应用解决方案所作出的贡献得到了高度的肯定，同时相关领导指出，AMD的嵌入式技术创新应用为软件发展开拓了新市场，也为整合各方面的资源，发挥软件的优势，发展产业联盟等，打造了一个非常广阔的开发平台，引导了一个良好的发展环境，为信息化发展、三网融合带来新的机遇和挑战。
近年来，AMD一直加强嵌入式技术的创新应用，以促进国内信息产业自主创新能力的提升，加速传统产业的改造升级和促进战略性新型产业的快速发展。据悉，AMD的嵌入式产品已覆盖到国内多个行业和产品中，并且得到广泛应用。AMD早在多年前便涉足中国的嵌入式领域，凭借x86架构的低功耗嵌入式计算机技术优势，结合国内厂商的终端产品优势，在包括智能电视、数字家庭设备、瘦客户机、工业控制、数字标牌等低功耗嵌入式研究领域展开深入合作。2008年，万利达推出的能够运行Windows XP操作系统，并支持大容量硬盘的无风扇超便携笔记本电脑，就搭载了超低功耗的AMD嵌入式Geode LX 800处理器。近几年，AMD又牵手海信、福建星网锐捷等合作伙伴，成立了多个联合实验室，推出了如数字家庭多媒体中心、瘦客户机等基于嵌入式平台的多媒体终端产品，成为进一步深耕嵌入式市场的实际行动。而今年AMD最新推出的整合了CPU与GPU的APU处理器更因其完美的真正融合性，在嵌入式中具有独特的优势。AMD Fusion APU融合家族专为嵌入式设备打造的“嵌入式G系列平台”（Embedded G-Series Platform）是世界上领先的CPU、GPU融合的嵌入式平台。短短几个月，AMD G系列嵌入式平台就被业界广泛采纳，包括海尔、升腾、顶星等在内的数十家厂商，已经或即将推出平板电脑、智能电视、瘦客户机、数字标牌等相关产品。相信不久之后，我们就会在国内看到基于此款嵌入式产品所研发的更多创新应用。
如今，三网融合、两化推进和物联网试点示范工程等全面展开，要真正实现整体产业链的飞跃式发展，仍需要产业链上所有相关企业群策群力，丰富嵌入式技术在智慧城市、云计算终端、移动终端以及软件和操作系统中的创新应用。
促使台湾馆选择研华的产品源自于企业的技术实力。研华已经走过28年的历程，作为全球工业计算机(IPC)与自动化设备的资深厂商，在中国IPC市场占有近50％的份额。目前IPC贡献着企业25％的营收，不过从出货量上，占约13％营收的嵌入式板卡则更胜一筹。
随着经济危机的到来，研华趁势开始了战略转型：从应用导向平台，到暇务导向平台
即不仅停留在销售板卡本身，更看重板卡背后的整套服务。不追求竞争价格，而期望为客户带来更多的价值。
近日，在研华嵌入式应用设计论坛(ADF)北京站期间，研华嵌入式设计服务(Embedded Design-in Services)事业群副总经理魏廷晃和嵌入式运算核心事业群副总经理张家豪与我们分享了研华的创新理念和成功经验。
嵌入式Design-in服务
“研华在同业中的定位是成为市场的龙头公司。”魏廷晃说，“我们并不很在意价格竟争和比较的问题。对于采用我们服务的客户，我们更在意满意度如何。
随着技术的发展和竞争的残酷，客户的需求越来越高，为了获得客户青睐，厂商必须倾听并满足客户需求。对客户而言，最大的诱惑就是帮助其提高商业效率，面对现在的市场发展形势，研华认为作为仅提供硬件板卡的供货商角色已不能满足客户的需求。
多年丰富的嵌入式经验，帮助研华了解如何将know how(诀窍)转化为提供完整的解决方案，也清晰地发现客户在设计生产流程中的各类需求。为此，公司除了提供各式的硬件产品外，还整合了内外资源推出EmbeddedDesign－in Servlces(嵌入式设计服务)的概念，以全新的Emb'Core(嵌入式核心服务)经营模式，提供客户从产品规划、硬件设计、验证、系统整合到量产各个阶段中相应的服务。
Emb'Core经营模式
Emb'Core(嵌入式核心服务)是研华嵌入式运算核心事业群提出的特有经营模式，是以设计为目的的服务。这是―种可广泛集成嵌入式板卡、模块和软件的流线型解决方案。所谓Design-in，不是简单的产品设计(Design)，而是包括完全参与客户的每个设计阶段：计划、板卡设计、设计验证和系统集成一大量生产的全过程，在每个阶段都能提供符合客户需要的服务。
具体来说，除了准时提供与Intel等芯片厂商同步上市的嵌入式板卡之外，研华也已提早开始开发下一代嵌入式板卡，同时专注于达到几项智能嵌入式平台的核心特征：更低的功耗、轻薄的造型、降低软件复杂度以及即插即用等特点。
在软件开发上，未来的设计趋势包括EFI(Extenslhie Fi rmwa reInterface。可扩展固件接口)的架构、智能型管理、实时操作系统(RTOS)、系统安全、远程访问、远程维护解决方案。研华已经针对嵌入式BIOS(基本输入输出系统)、OS和软件API(应用程序接口)提供上述相关的整合开发服务。其中Emb'Core提出三项EFI解决方案：嵌入式EFO BIOS、嵌入式EFI Pre-Boot应用方案与嵌入式EFIRemote Manager解决方案，将可让客户针对垂直市场的需求安装BIOS，并可提供多功能的嵌入式软件功能与定制化服务。
不仅如此，在Emb'Core的智能型管理上要能做到跨平台的数据安全、硬件监控、智能风扇等管理能力；在系统安全上能提供涵盖BIOS、平台和储存装置等三层安全机制，并能进行远程访问和灾难诊断能力。此外，也将提供储存模块、远程维护解决方案、触控等工业级嵌入式模块方案。
iManager
同样是提供板卡产品，但研华的服务模式已经从被动变为主动：除了销售板卡，还提供广泛的软件和硬件服务。张家豪指出，定制化的整合软件解决方案是提升产品价值和市场品牌的关键所在。为此，研华推出了智能管理软件iManager。这是一种基于研华SUSl(安全＆统一智能接口)API软件的高级服务。这样即使在操作系统出现瘫痪时，板载芯片监控硬件和软件也能保留一些功能。
iManager包含5种主要模块：省电、监控、热键、视频亮度和安全。这些功能简化并增强了软硬件应用集成。通过这个新型嵌入式芯片，系统集成商可以更加优化设计，如简化系统更新、增强系统稳定性、提供智能板卡保护、增加安全性和方便设计配置。所有这些优点提高了客户的商业效率以及嵌入式产品的质量。
“iManager具有一些独特的创新。”张家豪举例说，尽管很多同业厂商也可以做BIOS，但只对BIOS进行修改，做一些定制化的服务，例如BIOS开机后换成客户需要的屏显内容，加上客户的商标等。但是研华继续研发到EFI BIOS层面，可以把BIOS做成3秒内开机。
从追求价格翻追求价值
Design-in理念的服务、Emb'Core经营模式的服务、iManager的软件服务……，除了服务，还是服务。服务之外研华的优势又是什么?是什么支撑研华28年来从小到大、成为业界翘楚?
魏廷晃说，一个企业的领先绝对不是单方面强，而是从前端到后端整个策略和执行能力的综合体现。研华做得相当好的地方，首先是技术到位，研华产品的质量在市场当中得到了肯定，可见研华的研发实力非常扎实：其次是服务：再有就是研华的企业文化和策略是成功的。研华企业文化是四句成语，以人为本，诚信笃识，卓越创新，放眼天下。需要说明的是，研华追求卓越，又放眼全球，但这里没有讲所谓的竞争和排外，这也是其他企业不容易模仿的。
■ 本报记者马文方
“嵌入式处理器已经占到全球处理器市场的98%,一部手机里就有5~10个嵌入式处理器,一辆轿车至少有60个嵌入式处理器。保守地估计,到2010年,全球将有160亿个嵌入式产品。”这是欧盟第七框架计划项目专家杜斯奇(Serge Druais)博士在2009中国国际嵌入式大会演讲中介绍嵌入式应用时所言。
6月2日~4日,上海光大会展中心不仅有以“新应用与技术创新”为主题的2009中国国际嵌入式大会暨展览会,还有国际工业自动化与控制技术展览会和国际传感器、测试测量展览会。这些与嵌入式应用密切相关的会议和展览在同一时期举办,不仅让嵌入式开发者一睹为快,也彰显了上海在国内嵌入式领域的影响力。
机遇多多
“在两化融合、核高基和税收优惠政策营造的产业环境中,在无线应用、能源开发、工业控制、航空航天等众多领域的强劲需求的拉动下,我国嵌入式应用迎来了重大的战略机遇。”赛迪顾问高级咨询师赫建营在会上表示,“2008年我国嵌入式软件销售收入达到2115.6亿元,同比增加17.3%。”
郝建营认为2008年国内嵌入式系统市场有三个基本特点:一是,在“研发―制造―销售”产业价值链中,越来越多的企业正抓住嵌入式软件研发这个核心环节,以研发创新引领产业发展;二是,在以“工业软件”为主题的推进下,IT与工业技术、IT设备与工业装备的融合产生了新的科技成果,开始形成新的生产力;三是,整机厂商仍是产业发展的中坚,以大公司为核心的产业链整合效应加大。
来自澳大利亚的Altium公司对于我国电子技术研发人员来说并不陌生,它的EDA(电子设计自动化)产品Protel风靡全国,迄今依然是应用最广的EDA软件。
Altium亚太区技术支持总监David Read在演讲中,介绍了Altium“创新电子设计平台”。FPGA(现场可编程门阵列)芯片由于其可编程特性,在电子产品的设计和验证过程中日益重要。但FPGA的编程需要专门的技能和对FPGA芯片结构的理解,从而割裂了嵌入式系统的硬件设计。Altium推出的可重构开发平台屏蔽了FPGA对开发者的专业技能要求,从而使“电子创新设计平台”成为集硬件、软件和可编程硬件设计于一体的开发平台。
众多的市场需求也为嵌入式提供了创新的用武之地。伴随着数千千米西气东输天然气管道的是同样长度的、担负管控和维护两大业务的专用光纤线路。当管控独立出来后,为维护业务而再铺设数千千米光纤显然是不可能的。倡导工业互联网的上海可鲁公司提供的解决方案,使用户可以在公网上建立维护业务所需的远程维护。对于安全问题,可鲁公司副总裁张坚告诉记者:“我们有多项专利来保障。”
挑战重重
如果从MCU(微控制器)算起,嵌入式的历史不到30年。但近些年来嵌入式的发展异常迅速,随之而来的挑战也是多样的。
杜斯奇表示,在基于低功耗、多核硬件技术平台上,除了并行软件开发之外,嵌入式软件面临的主要挑战还有:编程和执行模块高效结合,为满足系统需求提供充分的控制;支撑程序开发、纠错和调优的智能工具;支持容错、性能调优、功率管理和行为分析的基本框架。
为了应对这些挑战,欧盟在其从2007年至2013年执行的第七框架计划项目中,为包括嵌入式在内的计算和通信技术的研究提供了91亿欧元的预算,在总额为505亿欧元的预算中占了很大比重。而诺基亚、西门子、英飞凌、ST汤姆逊等欧洲20余家企业、公共研究机构从2007年6月联合开展了嵌入式智能和系统的先进研究与技术(ARTEMIS)项目。杜斯奇介绍说,ARTEMIS有3个重点研究领域:参考设计和架构、无缝连接和中间件、系统设计方法和工具。
“蓝色之翼”要落地 渠道合作是关键
面向成长型企业推出的“蓝色之翼”计划,标志着IBM与金蝶在渠道方面的合作进一步深化
■ 本报记者原诗萌
6月2日,IBM与金蝶携手推出“蓝色之翼”合作计划,将IBM的服务器及存储产品与金蝶的ERP产品搭配销售,并提供了统一的售后服务接口。蓝色之翼的应用简单、部署快速等特点,无疑是缺乏资金和IT技术人员的成长型企业的福音。但若想成功实现软硬件整合方案的推广和销售,双方渠道间的合作是关键。
“捆绑”的意义
蓝色之翼计划有一个很明显的特点,就是“软硬捆绑”。在计划中,金蝶将其核心的管理软件产品KIS、K/3、EAS软件预装到相应的IBM服务器及存储产品上,针对三档不同规模的企业,组成10套解决方案。
第一档是用户数在200～400人的企业。针对这一档企业推出的捆绑式产品,其软件采用金蝶的EAS,硬件则是IBM的P系列产品和刀片系列产品等。中间一档产品则是针对处于高速发展阶段的、用户数在100~150人左右的成长型企业。中间档产品的软件采用的是金蝶K/3系列,硬件采用IBM x86服务器。这种搭配为用户提供了性价比较高的解决方案。第三档针对用户数少于10人的企业。该档产品软件主要采用金蝶的KIS财务包、专业仓存包、业务包等,硬件则采用IBM低端的System x系列服务器。
那么,这种软硬捆绑的方式,对用户而言有哪些价值呢?IBM大中华区系统与科技事业部工商企业部总经理叶明介绍说,与分离的散件购买方式相比,蓝色之翼的捆绑式销售更简单易用。
“预装产品之前,双方技术专家会研究如何调试、配置,以减少用户在软硬件测试和安装调试上花费的时间,使用户更快地将产品应用到具体业务中去。” 叶明表示。
此外,蓝色之翼还提供了统一的服务接口及专属团队,团队由IBM和金蝶共同组成。不管用户在使用和维护过程中遇到的是硬件问题还是软件问题,都可以通过统一的服务接口解决。而由于产品采用捆绑式打包销售,在价格上也会更优惠一些。
渠道合作是关键
过去也有一些厂商合作推出面向企业用户的软硬捆绑式方案。但由于软、硬件渠道性质、利润分配等方面的问题比较复杂,鲜有成功案例。因此在蓝色之翼计划中,双方渠道的合作无疑是关键所在。
“我们一个很重要的做法就是渠道共享。我们一直在双方渠道里寻找,看有哪些渠道资源可用来为客户提供软硬件相结合的解决方案。这是我们很重要的工作。” IBM大中华区策略与地区合作伙伴部总经理李永财表示。
在对合作伙伴的利润刺激方面,金蝶软件(中国)有限公司助理总裁兼市场部总经理郝登胜的看法是,单纯给伙伴利润,不如保障伙伴长期利益。在他看来,这种整体的解决方案,能够提升合作伙伴在当地该领域的竞争力,因此会带来更多的长期利益。
嵌入式操作系统eos（embedded operating system）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。eos负责嵌人系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应用比较成功的eos产品系列。随着internet技术的发展、信息家电的普及应用及eos的微型化和专业化，eos开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。一、嵌入式操作系统特点：
嵌人式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。eos是相对于一般操作系统而言的，它除具备了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件功能等外，还有以下特点：
1、可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。
2、强实时性。eos实时性一般较强，可用于各种设备控制当中。
3、统一的接口。提供各种设备驱动接日。
4、操作方便、简单、提供友好的图形gui，图形界面，追求易学易用。
5、提供强大的网络功能，支持tcp门p协议及其它协议，提供tcp／udp／ip／ppp协议支持及统一的mac访问层接口，为各种移动计算设备预留接口。
6、强稳定性，弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预，这就要负责系统管理的eos臭有较强的稳定性。WWw.133229.COm嵌入式操作系统的用户接日一般不提供操作命令，它通过系统调用命令向用户程序提供服务。
7、固化代码。在嵌入系统中，嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的rom中。辅助存储器在嵌入式系统中很少使用，因此，嵌入式操作系统的文件管理功能应该能够很容易地拆卸，而用各种内存文件系统。 本文由http://收集整理
8、更好的硬件适应性，也就是良好的移植性。
二、嵌入式操作系统特点及常见嵌入式系统：
从应用角度可分为通用型嵌入式操作系统和专用型嵌入式操作系统。常见的通用型嵌入式操作系统有linux、vxworks、windows ce.net等。常用的专用型嵌入式操作系统有smart phone、pocket pc、symbian等。
按实时性可分为两类：实时嵌入式操作系统和非实时嵌入式操作系统。实时嵌入式操作系统主要面向控制、通信等领域。如wind river公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx、ati的nucleus等。非实时嵌入式操作系统主要面向消费类电子产品。这类产品包括pda、移动电话、机顶盒、电子书、webphone等。如微软面向手机应用的smart phone操作系统。
国际上用于信息电器的嵌入式操作系统有40种左右。现在，市场上非常流行的eos产品，包括3corn公司下属子公司的palm os，全球占有份额达50％，micros。fi公司的wind。ws ce不过29％。在美国市场，palm os更以80％的占有率远超windows ce。开放源代码的linux很适于做信息家电的开发.
比如：中科红旗软件技术有限公司开发的红旗嵌入式linux和美商网虎公司开发的基于xlinux的嵌人式操作系统“夸克”。“夸克”是目前全世界最小的linux，它有两个很突出的特点，就是体积小和使用gcs编码。
常见的嵌入式系统有:linux、uclinux、wince、palmos、symbian、ecos、ucos-ii、vxworks、psos、nucleus、threadx、rtems、qnx、integrity、ose、c executive。
三、嵌入式操作系统的实现：
众所周知，凹凸于嵌入式开发的工具的欠缺并且难以掌控，从而增加了嵌入式系统开发的难度。而主机、目标机关体系结构是将开发工具放在主机上，目标机上则放操作系统的核心模块，操作系统则支持跟踪调式。如此，设计者便可在目标机上对操作系统及应用软件进行运行，而开发、调试就通过主机，使开发的过程变得相对简单。
嵌入式系统在许多领域都有应用，就不同的应用目的拥有不同的功能、结构，从而导致了用于不同的嵌入式系统的嵌入式操作系统的不同。因此，在设计嵌入式操作系统时应充分的考虑到系统的功能与结构的划分，从而增加嵌入式系统操作的适用性及灵活性。当前，增强操作系统的模块性是嵌入式操作系统发展的一个总趋势。其具体的实现方法就是将操作系统一些核心的功能独立出来，做单独立的方便拆卸的模块。
虽然当今软件技术已高度发达，但从头设计一个操作系统也需要较长的时间，因此为减少操作系统开发的工作量可充分利用现有的资源进行设计。
为实现嵌入式操作系统的透明性以及无关性，方便用户的使用，就需要给用户提供标准以及实用的应用程序接口(api)。通过以上方式便可实现嵌入式操作系统，另在设计嵌入式操作系统时还需遵循以下原则：充分利用相关的计算机技术使得所设计的操作系统具有较高的性价比；要考虑到操作系统与嵌入式系统的匹配性；在满足嵌入系统功能的同时要尽可能简单，从而节约系统开销费用。
四、结束语
